Pourquoi un standard€de connexion?

Connexions WindowsCE - GPS
Philippe DE PECHY
[email protected]
V1.0 – 11 février 2001
1.
POURQUOI UN STANDARD DE CONNEXION? ....................................................................... 2
2.
ETATS DES LIEUX DES BESOINS DES LOGICIELS VELIVOLES SOUS WINDOWSCE ...... 3
1.1. ALIMENTATION DE COURANT......................................................................................................... 3
1.2. DONNEES.................................................................................................................................... 3
Le GPS est émetteur........................................................................................................................ 3
Le GPS est récepteur....................................................................................................................... 3
3.
QUELS SERVICES SONT NECESSAIRES ? ............................................................................. 4
4.
ETATS DES LIEUX DES CONNEXIONS DES POCKETPC....................................................... 5
1.3.
1.4.
LES DONNEES ............................................................................................................................. 5
ALIMENTATION ............................................................................................................................ 6
5.
CONCLUSION.............................................................................................................................. 6
6.
ANNEXE1 : COMMENT REALISER UN ADAPTATEUR NULL-MODEM.................................. 7
7.
ANNEXE 2 : EXEMPLE DE CONNEXION .................................................................................. 8
8.
ANNEXE 3 : SUPPORT POUR COMPAQ IPAQ......................................................................... 9
9.
ANNEXE 4 : LOGICIELS ET LICENCES .................................................................................. 10
10.
ANNEXE 5 : GLOSSAIRE ......................................................................................................... 11
1. Pourquoi un standard de connexion?
Les logiciels vélivoles fonctionnant sur des agendas de poches sont devenus indispensables pour les
compétitions de haut niveau, et très utiles et économiques pour tout vélivoles, en particulier les
stagiaires de Saint Auban. On peut en effet penser que les agendas de poche auront le même succès
que les téléphones portables... ces deux appareils fusionnant déjà.
Mais pour fonctionner, ces logiciels ont besoins des informations reçues par un GPS, si possible un
logger. Comme il n’existe pas encore de loggers incorporés dans les PocketPC (contrairement au
simple GPS) et pour des raisons de coût, il faut pouvoir connecter les loggers dont nous disposons au
PocketPC.
De même, il va falloir alimenter ces PocketPC.
Une installation standard doit permettre le changement des logiciels des PocketPC à moindre frais (en
temps et en équipement). Ce standard doit être indépendant des choix spécifiques d’un constructeur
de logger ou de PocketPC.
Je vais essayer de vous montrer qu’un standard existe déjà. Il n’est pas aéronautique, mais est
efficace.
2. Etats des lieux des besoins des logiciels vélivoles sous
WindowsCE
1.1. Alimentation de courant
Les logiciels WindowsCE fonctionnent sur des PC de poche prévus discontinu (quelques minutes par
jour). Les batteries internes à l’ordinateur suffisent. En vol, l’ordinateur doit être allumé en permanence
pendant plusieurs heures, peut-être même avec le rétro-éclairage. Une alimentation externe est donc
nécessaire, la batterie interne servant de secours temporaire.
Tous les ordinateurs de poche peuvent être alimentés de façon externe. Si tous requierent un courant
continu, leur tension nécessaire varie en fonction des modèles et des marques : 5V ou 12V
1.2. Données
La communication entre le logiciel vélivole sous WindowsCE et le GPS/loggers/calculateur est soit :
• unidirectionnelle : les informations sont envoyées du GPS vers le PC de poche
• bidirectionnelle : en plus des informations ci-dessus, le PC de poche peut émettre des données ou
des ordres vers le GPS/loggers
Le GPS est émetteur
Dans ce cas les informations sont émises par le GPS et reçues par un autre appareil.
Il existe un protocole standard que pratiquement tous les GPS utilisent pour exporter leur position
courante et diverses
informations vers d’autres appareils électroniques (pilote automatique,
enregistreurs de vols, moving map, calculateurs de vol, etc). Il s’agit de la norme NMEA 183, version
2.0 à 4800 bauds.
Cette communication unidirectionnelle ne requiert que deux câbles : l’un servant de masse, l’autre
véhiculant les informations sortant du GPS.
Le GPS est récepteur
Le GPS classique n’offre pas de telle possibilité (outre les GPS différentiels, mais qui n’apportent rien
au vol à voile). En revanche tous les loggers peuvent recevoir des ordres de la part d’autre appareil. Il
s’agit par exemple de pouvoir déclarer un circuit dans le cas d’un record ou de la coupe fédérale, ou
d’inscrire le nom du pilote ou l’immatriculation et le type du planeur. Mais d’autres fonctions existent.
3. Quels services sont nécessaires ?
•
Au moins d’une entrée NMEA 183 (cf chapitre précédent). De ce protocole, le logiciel extrait la
position actuelle du planeur (latitude, longitude) et pour certain GPS l’altitude (quasiment tous les
GPS l’offre aujourd’hui).
•
Si l’on veut que le logiciel vélivole sous WindowsCE deviennent un directeur de vol ou un
variomètre/intégrateur, ils faut qu’ils reçoivent la vitesse air et le vario grâce à un instrument qui
numérise les informations pneumatiques. C’est le rôle de certains calculateurs de vol qui
véhiculent à travers le canal NMEA modifié certaines informations supplémentaires. Comme cette
options n’est pas standard, on la retrouve aujourd’hui uniquement du PocketNAV (version
payantes) avec les calculateurs Cambridge et du Winpilot Pro avec les calculateurs Borgelt.
•
Enfin si l’on désire que le logiciel sous WindowsCE pilote le loggers, ils faut que le logger soit
prévu à cette effet. Il n’existe pas de standard de communication dans ce sens. A ce jour les
seules coopérations existantes sont entre le PocketNAV (version payante) et les loggers
Cambridge ; et entre les Winpilot et le Volkslogger.
On comprend vite que dans le cadre de l’Equipe de France qui dispose déjà de calculateurs très
complets, on se concentrera uniquement sur le premier point : la communication unidirectionnelle à
base de NMEA 183.
Ce qui nous amène tout naturellement à constater qu’il nous faut au minimum trois fils :
• Masse
• Alimentation (+) du PocketPC
• Données NMEA
4. Etats des lieux des connexions des PocketPC
1.3. Les données
Les agenda de poches doivent pouvoir communiquer avec un vrai PC (mise à jour des calendriers,
des contacts, de fichiers). Certains proposent une connexions USB (très rapide), infrarouge (sans fil).
Mais tous proposent une sortie dite « série », peut rapide mais universelle. La communication série
est en effet très répandu pour brancher des appareils sur un ordinateur (modem, souris, etc).
Le format des prises série est soit à 15 broches, soit à 9 broches. Cette dernière est la plus utilisée et
est appelée DB9.
La communication série est bidirectionnelle (chaque interlocuteur peut-être à la fois émetteur et
récepteur). De ce fait, il faut plusieurs fils, dont trois nous intéresseront :
• Masse (pin 5)
• Canal d’émission du point de vue de l’appareil connecté à la prise (pin 2)
• Canal de réception du point de vue de l’appareil connecté à la prise (pin 3)
Les numéros des pins indiqués sont « standards ».
Les masses des deux appareils doivent être reliées.
Si l’on relie les canaux d’émission et de réception des deux appareils, on obtient le même effet que si
l’on met face à face deux téléphones (ie micro contre micro et haut parleur contre haut parleur) c’est à
dire rien ! En revanche si l’on met en face de chaque micro le haut parleur de l’autre appareil, la
communication peut fonctionner.
Reprenons notre communication série. Si l’on branche le canal d’émission (pin 2) sur le canal de
réception du second ordinateur (pin3) et vice-versa, nos deux appareils vont être en mesure de
dialoguer.
Nous venons de réaliser un câble « null-modem » ! Réalisable facilement, ils sont également vendus
prêt à l’emploi sous ce nom (cf. Annexes)
Les câbles de synchronisation série des Pocket PC sont en fait des câbles null-modems dont une
extrémité est une prise DB9, l’autre est une fiche pour les prises des PocketPC (pourquoi ce n’est pas
une DB9 : question de taille !).
Et les GPS dans tout ça ?
La protocole NMEA est utilisable pas une connexion série. Les GPS émettent les informations NMEA
via une transmission série. Si l’on s’arrange pour relier la masse des GPS à la broche 5 du prise DB9
et à sortir les informations NMEA par la broche 2, on voit qu’avec un câble null-modem la
communication entre un GPS et un PocketPC est facilement réalisable...
Certain loggers et logiciel (Cambridge), voulant faire l’économie d’un câble null-modem, ont
directement inversé les broches 2 et 3. C’est également vrai si l’on dispose d’un câble offrant un vrai
port série au lieu d’un câble de synchronisation (certains fabriquant proposent les deux).
Il faut savoir qu’une rallonge série mise au bout d’un null-modem, donne un long câble null-modem ; et
que deux câbles null modem bout à bout donne une rallonge série.
Donc si l’on dispose de câbles null-modem, de rallonges série, et d’inverseurs de genre DB9, d’un
câble on peut connecter n’importe quel PocketPC avec n’importe quel logiciel à un logger sortant du
NMEA183 sur une DB9.
C’est pourquoi je recommande que les planeurs/loggers proposent en standard de sortie de données
NMEA183 soit une prise DB9, et femelle - pour éviter d’avoir des broches accessibles – et avec la
transmission sur la pin 2 et la masse sur la 5.
1.4. Alimentation
Nous utilisons des prises DB9 à neuf voies pour les données... mais nous n’avons besoins que de 3
broches...
Certains PocketPC peuvent être alimentés par les broches de la prise DB9, en particulier les Compaq
Aero 21xx et 15xx. Aussi certains ont été tenté de modifier les loggers afin que ceux-ci envoient sur la
pin 8 un courant de 5V (nécessaire au Compaq). C’est le cas de Cambridge, Zander, etc... Cette
solution est pratique : 1 seul câble (données + alimentation).
Oui, mais... cette solution est dépendante du matériel car on sort des standards. Les PocketsPC
Casio ou Philips sont alimentés directement en 12V et non 5V et n’utilisent pas la pin 5. On imagine
déjà les étincelles dans un parc hétérogène de PocketPC... Enfin notons que les derniers PocketPC
(Compaq iPAQ, Casio EM505) sont très gourmands en puissance et les loggers ne sont pas capables
de fournir un courant suffisant.
C’est pourquoi je préconise une alimentation passant dans un câble différent de celui des données.
De quoi disposons-nous facilement dans un planeur ? De batterie de 12 Volts.
Que proposent en option tous les fabriquants de PocketPC ? Des câbles d’alimentation se branchant
sur un allume-cigares (qui converti le 12V en une tension compatible avec le PocketPC).
On obtient ainsi un câblage d’alimentation très standard (et qui peut servir en voiture).
C’est pourquoi je préconise que les planeurs soient équipés d’une prise allume-cigares femelle (facile
à trouver, à installer) fournissant du 12V et d’une batterie dédiée à l’utilisation du logger/PocketPC
(7Ah suffisent).
La prise femelle allume-cigares reliée à la batterie doit être accessible facilement, mais pas encastrée
au tableau de bord. Un bouchon doit la fermer lorsqu’elle n’est pas utilisée pour éviter les courtscircuits.
On peut fabriquer soit même son convertisseur allume-cigares/Pocket PC. Cependant les composants
des fabriquants ont une électronique qui dissipe beaucoup moins d’énergie.
5. Conclusion
La prise DB9 reliée à un GPS et allume-cigares doit être disponible dans tous planeurs.
Charge aux possesseurs du PocketPC d’obtenir la connectique permettant de relier le PocketPC à
ces prises.
On obtiendra alors une interchangeabilité des PocketPC et des logiciels associés efficace et
économique.
Reste à fixer les PocketPC, si l’on tient à leurs écrans et aux verrières.
6. ANNEXE1 : Comment réaliser un adaptateur null-modem
Nous avons vu dans les chapitres précédents que dans bien des configurations, nous avons besoin
d’un câble « null-modem ». Les câbles du commerce étant un peut encombrant, il est possible de
réaliser un adaptateur remplacant avantageusement ce câble.
Matériel nécessaire :
•
•
•
•
•
Un fer à souder + étain
20 cm de fil électrique (petite section)
Gaine thermo-rétractable (petite section)
2 prises DB9 mâles
1 boîtier DB9-DB9
Connexions à réaliser:
•
•
•
•
Relier la pin 2 de chaque DB9 à la pin 3 de l’autre DB9
Relier la pin 5 d’une DB9 à la pin 5 de l’autre
Fermer le boîtier
C’est prêt
Attention : Sur un vrai câble « null-modem » d’autres inter-connexions sont présentes. Cet adaptateur
est donc réservé à la connexion d’un GPS/loggers à un PocketPC via NMEA.
7. ANNEXE 2 : Exemple de connexion
Voici un exemple de connexions possibles selon le standard établi dans ce document.
Prise
pour
Garmin90
Changeur de
genre DB9
PocketPC
Câble
ActiveSync
Adaptateur
null-modem
Prise
pour
Zander SR940
8. ANNEXE 3 : Support pour Compaq iPAQ
Les heureux possesseurs de Compaq iPAQ disposent d’une astuce pour fixer leur PocketPC dans un
planeur.
En effet les iPAQ sont prévu pour s’insérer dans une jaquette dont un exemplaire est fourni en
standard. Compaq propose en accessoire un lot de 3 jaquettes supplémentaires (environ 200F TTC).
Il suffit alors de fixer cette jaquette dans le planeur.
Ci-dessous, on trouvera un exemple d’une jaquette collée à un mini serre-joint grâce à de la colle
epoxy. Ce montage s’adapte parfaitement à un planeur muni d’une casquette rigide.
Attention : pour toutes les installations de GPS, antennes GPS, loggers, PocketPC, assurez-vous
que si l’on éjecte la verrière, celle-ci ne sera pas retenue par les câbles !
9. ANNEXE 4 : Logiciels et licences
Winpilot et PocketNAV sont des produits commerciaux.
Ils proposent une version gratuite afin d’évaluer le produit. Celles-ci n’offrent qu’un nombre restreint
des fonctions des versions payantes.
Les vélivoles étant des êtres humains, et donc pas toujours honnêtes (sinon, à quoi bon avoir des
loggers sécurisés?), les versions payantes sont protégées contre la copie.
Plusieurs moyens existent :
• le logiciel récupère le numéro de série du logger auquel il est connecté. L’utilisateur fournit au
vendeur de Winpilot ou de PocketNAV ce numéro de série et à reçu en retour une clé
d’activation, valable uniquement pour une utilisation avec le dit logger. Avantage : on peut
changer de PocketPC. Désavantage : on ne peut pas changer de logger.
• il est possible d’ajouter des cartes de mémoires au PocketPC. Ces cartes ont un numéro de
série. La clé d’anti-piratage est calculée en fonction de ce numéro. Avantage : on peut changer
de logger et de PocketPC si l’on garde la carte mémoire. Désavantage : il faut acheter une carte
mémoire et tous les PocketPC n’ont pas cette option
• la clé d’anti-piratage est calculé en fonction du numéro de série du PocketPC. Seuls les Compaq
15xx et iPAQ offre cette possibilité avec le WinPilot. Avantage : on peut changer de logger,
économique. Désavantage : je cherche encore.
10.
Annexe 5 : Glossaire
Agenda de poche : ordinateur de très petite taille et autonome. Il offre un écran tactile. Surnommé
PDA (Pocket Data Assistant). Plusieurs familles existent : les PalmPilot, les WindowsCE, les
Opoc/PSION.
PalmPilot : fabriqué par 3COM, c’est le modèle le plus vendu d’agendas. Mais son écran offre une
piètre définition (160x160) et est donc inutilisable dans le cadre du Vol à Voile.
WindowsCE : système d’exploitation de Microsoft pour PDA, incompatible et grand rival du PalmPilot.
Son utilisation se veut intuitive pour un utilisateur de PC sous Windows. Différents constructeurs
utilisent WindowsCE pour leur PDA : Compaq, Casio, Hewlett Packard, Philips, etc. Si un agenda de
poche utilise une version de WindowsCE supérieure à la 3.0, on dit qu’il s’agit d’un PocketPC. S’il
utilise WindowsCE 1 ou 2, on dit que c’est un PalmPC.
WinPilot : l’un des logiciels vélivoles fonctionnant sous WindowsCE. Il est réalisé par un ancien
développeur de Microsoft, vélivole à Minden.
PalmNAV : logiciel vélivole réalisé par Cambridge et fonctionnant sur un PalmPC.
PocketNAV : remplaçant du PalmNAV pour PocketPC.
PocketPC : (cf WindowsCE) ordinateur de poche utilisant le système WindowsCE 3.0 ou supérieur.
Dans le document PocketPC désigne tout PDA utilisant Windows CE, quelque soit la version.
PalmPC : (cf WindowsCE) ordinateur de poche utilisant Windows CE 1.x ou 2.x.
PDA : cf Agenda de poche
FIN